Flose

作為一名剛畢業(yè)的學(xué)生，懷揣著對未來的憧憬和對專業(yè)的熱愛，秉承著“菜就多練”的信念，長期活躍于嵌入式技術(shù)交流社區(qū)，熱衷于探索新技術(shù)、分享實踐經(jīng)驗、開源實戰(zhàn)項目，主要方向為工業(yè)總線技術(shù)、PLC、FOC等。

前言

我最初了解先楫是HPM6E00系列剛發(fā)布的時候，那時剛好在學(xué)習(xí)FOC，并了解到EtherCAT是主流的電機(jī)通信協(xié)議之一，HPM6E00在具有高性能的同時還內(nèi)嵌了ESC(那時國內(nèi)還沒有內(nèi)嵌ESC的MCU)，給我留下了很深的印象，甚至一度想買一塊EVK來玩，但苦于囊中羞澀，最終只能望而卻步，我轉(zhuǎn)而購買了ZLG的EtherCAT轉(zhuǎn)SPI的模塊來進(jìn)行學(xué)習(xí)，并開源了EtherCAT總線迷你FOC驅(qū)動器。

不久后群友(RCSN嵌入式)告知我HPM5E00系列可以非常完美的完成我這個項目并且成本極低，于是我轉(zhuǎn)而去了解HPM5E00系列，但是當(dāng)時5E00還不向大眾進(jìn)行銷售，SDK也還沒有更新。幸運的是在官網(wǎng)可以找到5E00的手冊，于是在六月之初就啟動了這個計劃，并在七月初在RCSN佬的芯片資助下完成了本項目的硬件驗證。

項目介紹

LuckyCAT是一款采用先楫半導(dǎo)體 HPM5E31 芯片，支持EtherCAT主從站開發(fā)的工業(yè)嵌入式開發(fā)板，適用于刀片IO、PLC、伺服電機(jī)等工業(yè)嵌入式應(yīng)用，主頻高達(dá)480MHz，能滿足復(fù)雜的邏輯設(shè)計需求，原理圖PCB全開源，提供入門資料和視頻方便新手快速上手開發(fā)。

480MHz主頻 Andes RISC-V CPU

32KB 高速緩存 (I/D Cache) 和共計高達(dá) 256KB 的零等待指令加數(shù)據(jù)本地存儲器 (ILM / DLM)，256KB 通用 SRAM

EtherCAT從站控制器(2端口)

100Mbps以太網(wǎng)

內(nèi)置 1 MB Flash 閃存

1.29寸 OLED單色屏

倉庫地址：

Github

https://github.com/coinlockerbaby/LuckyCAT_HardWare

https://github.com/coinlockerbaby/LuckyCAT_SoftWare

立創(chuàng)開源硬件平臺：

https://oshwhub.com/undefined-innovation/hpmduino_dev

硬件:功能介紹

硬件:引腳功能劃分

在設(shè)計之初對這個開發(fā)板的功能進(jìn)行了明確的規(guī)劃，將EtherCAT、OLED置于開發(fā)板上，能夠在不借助拓展板的情況下通過多個開發(fā)板之間的網(wǎng)線連接來學(xué)習(xí)EtherCAT主從站的知識，而PWM、MCAN、ADC等功能則通過40PIN排針/排母進(jìn)行引出，方便后續(xù)制作特定功能的拓展板。

注：在設(shè)計時5E00還沒有在HPM PinMuxTool中支持，上述引腳分配為人工比對手冊分配，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)在HPM PinMuxTool已經(jīng)支持了5E00，如果你需要自己設(shè)計板子可以直接使用PinMuxTool來分配引腳，非常方便。

硬件:40PIN排針/排母PinOut圖

目前計劃內(nèi)支持的拓展板

硬件:電源系統(tǒng)

HPM電源需要提供內(nèi)部DCDC輸入（DCDC_LP）、內(nèi)部LDO輸入（VPMC）、內(nèi)核電壓（VDD_SOC）、IO電壓（VIO）、模擬域電壓（VANA）、模擬參考電壓（VREFH、VREFL），同時還要給內(nèi)部DCDC提供功率電感和反饋（ DCDC_SNS ）。

并提供單獨的一路ADC供電，減少干擾。

硬件:時鐘

提供24MHz的外部晶振以驅(qū)動內(nèi)部PLL產(chǎn)生各模塊所需的頻率。

硬件:功能按鈕與指示燈

1.復(fù)位引腳連接到按鍵與JTAG接口，通過RC電路實現(xiàn)上拉+消抖功能。

2.WKUP引腳進(jìn)行下拉處理，按鍵按下發(fā)生上升沿觸發(fā)喚醒MCU

3.通過兩個按鍵來選擇啟動模式，例如如果要進(jìn)入ISP只需要按下BOOT0并按下復(fù)位按鈕，并且在進(jìn)入APP程序后這兩個按鈕還能通過APP編程功能

1.電源指示燈可以指示電源芯片的工作狀態(tài)，在例如電源芯片觸發(fā)保護(hù)切斷電源的時候能及時發(fā)現(xiàn)問題

2.系統(tǒng)指示燈可以通過APP編程功能，例如作為操作系統(tǒng)的心跳燈

硬件:JTAG接口

通過10Pin 2.0mm簡易牛角座連接到外部調(diào)試器。

VDD串接二極管來防止JTAG與USB接口或是擴(kuò)展板同時供電時產(chǎn)生電流倒灌。

硬件:USB接口

USB接口方面使用Type-C母座，方便使用該接口進(jìn)行供電，也可以進(jìn)行ISP燒錄，CherryUSB對于HPM的支持非常完善(CherryUSB作者打工)，用戶能夠基于CherryUSB非常方便的開發(fā)Bootloader程序進(jìn)行USB燒錄，VBUS串接二極管來防止JTAG與USB接口或是擴(kuò)展板同時供電時產(chǎn)生電流倒灌，串接保險來防止非常規(guī)供電造成板卡損壞或是拓展板錯誤供電造成二極管損壞后電流倒灌沖壞調(diào)試電腦。

硬件:EtherCAT&以太網(wǎng)

使用JL1111-N032I百兆以太網(wǎng)PHY，參考HPM5E00EVK進(jìn)行設(shè)計，EN_DLDO引腳要使用2.49K 1%精度電阻，由于該PHY是電壓型PHY，所以中心抽頭直接加一個對地電容。使用內(nèi)置變壓器的RJ45可以簡化布局布線難度，在布線時要注意TD RD線做好100Ω的阻抗匹配和等長。

通過LED0和LED1引腳可以設(shè)置PHYAD，需要注意兩個PHY的PHYAD不要設(shè)置成一樣，建議和官方EVK設(shè)計保持一致，否則會出現(xiàn)無法掃描到從站或是無法級聯(lián)從站的問題(已經(jīng)有群友設(shè)計時沒有注意到跳坑了)。

[EtherCAT]ESC配置PHY的示例 – HPMicro 知識庫

https://kb.hpmicro.com/2025/03/28/esc配置phy的示例/

硬件:板載1.29寸屏幕

該屏幕采用基于 CH1115 驅(qū)動芯片的方案，由于其內(nèi)置電荷泵，無需額外設(shè)計升壓電路。屏幕通過 I2C 接口與 MCU 進(jìn)行通信，并使用 4.7kΩ 電阻進(jìn)行上拉。此外，板子上設(shè)計了上電自動復(fù)位電路，無需通過 MCU 進(jìn)行復(fù)位操作，從而節(jié)省了 MCU 的 IO 資源。

實物展示

跑個分？

軟件例程

示例程源碼倉庫

https://github.com/coinlockerbaby/LuckyCAT_SoftWare

拓展板計劃

注：若需要支持?jǐn)U展板，LuckyCAT的40PIN引腳請不要使用排針，而是使用Arduino Shield同款的加長排針的排母。

HPMICRO

致謝

特別鳴謝：RCSN嵌入式在開發(fā)過程中給予的幫助

感謝 CherryDAP&HScanT&LuckyCAT&先楫討論群 群友們的大力支持

感謝嘉立創(chuàng)的免費打樣服務(wù)

以上內(nèi)容來自先楫開發(fā)者的原創(chuàng)分享。

我們始終相信開發(fā)者共創(chuàng)的力量。先楫社區(qū)堅持開源共享、互惠互利，貼近每一個開發(fā)者，一步一個腳印，一點一滴積累，為成為更好的我們而不斷努力。

心之所向，銳意進(jìn)取，星辰大海，恣意成長。